Question

某實驗小組想測出一塊橡皮泥的密度，現在只有如下實驗器材：量筒、水和一塊橡皮泥．已知橡皮泥的密度大于水的密度，水的密度為ρ_水．請你利用這些實驗器材為他們設計出一個實驗方案，測出這塊橡皮泥的密度．要求：寫出必要的實驗步驟，并根據實驗步驟中所測得的物理量寫出密度表達式．
（l）實驗步驟：
①

 

；
②

 

；
③

 

．
（2）橡皮泥密度表達式：ρ=

 

．

Answer 1

分析：（1）解決本題的關鍵是如何求出橡皮泥的質量，由物體的浮沉條件可知橡皮泥的重量，由重量即可求得質量．即先讀出量筒中水的體積V₁，將橡皮泥浸沒，總體積為V₂
，再將橡皮泥做成船狀浮在水面，總體積為V₃，船狀橡皮泥漂浮于水面上，故受浮力與重力相等，則求得浮力即可求得橡皮泥的重量，故由二力平衡或漂浮原理可求得質量；橡皮泥的質量m=ρ_水（V₃-V₁），
由完全沉入水底時水的體積變化可求得橡皮泥的體積，V_橡皮泥=V₂-V₁．
（2）根據密度公式ρ=

m

V

，算出密度．

解答：（1）先在量筒中裝入水，體積為V₁，
將橡皮泥浸沒，總體積為V₂，
則橡皮泥體積V=V₂-V₁；
再將橡皮泥做成船狀浮在水面，總體積為V₃，
根據浮力知識，橡皮泥的質量m=ρ_水（V₃-V₁），
故答案為：
①．在量筒中倒入適量水，讀出體積為V₁；
②．將橡皮泥做成實心，放入量筒水中浸沒，讀出橡皮泥和水的總體積為V₂；
③．再將橡皮泥做成船狀，讓其浮在量筒的水面上靜止，讀出水的體積為V₃．
（2）根據密度公式ρ=

m

v

，船狀橡皮泥漂浮于水面上，故受浮力與重力相等，則求得浮力即可求得橡皮泥的重量，故由二力平衡或漂浮原理可求得質量；
即G=F_浮=ρ_水（V₃-V₁）g=mg，
∴橡皮泥的質量m=ρ_水（V₃-V₁）；橡皮泥的體積=V₂-V₁，
∴密度ρ_橡皮泥=

m

V

=

V3-V1

V2-V1

ρ_水
故答案為：ρ=

V3-V1

V2-V1

ρ_水．

點評：本題綜合應用密度知識及浮力有關知識，難度較大，給學生解題帶來一定困難！本題求解橡皮泥的質量是關鍵，由漂浮于水面上時的浮力與重力相等求得橡皮泥的質量，是一道好題，浮力知識是中考必考的一個知識點，需要掌握．